第七章粗纱工程Rovingprocess知识点1、粗纱工序的目的与任务。2、加捻的基本概念。重点掌握加捻的目的、实质、捻回的度量以
及捻回的获得等。3、假捻、假捻原理及其应用4、捻度的分布及纱条结构。5、粗纱的加捻和卷绕张力影响。6、掌握棉型粗纱机的工艺
过程、组成、特点和工艺质量控制。第一节概述?一、粗纱工序的任务由熟条纺成细纱需150~400倍的牵
伸。目前大部分细纱机还没有这样的牵伸能力，因此，有必要在并条与细纱之间设置粗纱工序。粗纱工序的任务如下：牵伸drafting：5
~12倍，使之适应细机的牵伸能力。熟条经过牵伸能进一步提高纤维的分离度与伸直度。加捻twisting：将牵伸后的须条加上适当的捻
度，使其具有一定的强力，从而能承受加工过程中的张力，防止意外牵伸。卷绕成形windingandshaping：将粗纱卷绕在筒
管上，制成一定的卷装，便于贮运并适应在细纱机上的退绕与喂入。?二、粗纱机的工艺过程（见动画7-1）粗纱机的机构可分
为喂入、牵伸、加捻和卷绕四个部分。熟条2从条筒1中引出→由导条辊3和喇叭口积极输送进入牵伸装置4→牵伸后的须条由前罗拉
输出→经锭翼5加捻成粗纱→粗纱穿过锭翼的顶孔、侧孔，进入锭翼的导纱臂，然后从导纱臂下端引出，在压掌曲臂上绕几圈→引向压掌叶绕到筒
管6上。。锭翼随锭杆8一起回转，锭冀每转一转给纱条上加上一个捻回；筒管一方面随锭翼回转，另一方面又随下龙筋1
0做升降运动，由于锭翼与筒管回转的转速差，使粗纱径向卷绕在筒管上。升降龙筋带着筒管做上下运动，从而实现了粗纱在筒管上的轴向卷绕。控
制龙筋的升降动程逐层缩短，便可制成两端为截头圆锥形、中间为圆柱体的粗纱卷装外形。第二节加捻的基本原理一、加捻的基本概念（
一）加捻的目的加捻的对象：牵伸后松散的纤维须条或纤维集合体以及单纱、单丝的集合体。加捻的目的：将上述对象的总体或局部加以适量的
捻度使之成纱；或把纱、丝捻合成股线、缆线。加捻后纤维、单纱、单丝在纱或线中获得一定的结构形态，使制品具有一定的物理机构性质和
外观结构。另外，在须条加工过程中，利用假捻可帮助工艺过程的进行。（二）加捻的实质1、传统的加捻定义
将纱条一端握持，使另一端绕自身轴线回转，则回转一周，纱条上便得到一个捻回。捻回的获得是因纱条各截面产生角位移。2、广义的加捻定
义凡是在纺纱过程中，纱条（须条、纱线、丝）绕其轴线加以扭动、搓动、缠绕、交络等都称为加捻。3
、真捻成纱的实质因加捻后，纤维对纱条存在包围角，纤维对纱条便有向心压力，且包围角越大，向心压力越大。由于向心压力
的存在，使外层纤维向内层挤压，增加了纱条的紧密度和纤维间的摩擦力，从而改变了纱条的结构形态并使之具有一定的物理机械性质。
向心压力反映了加捻程度大小，包围角大，加捻程度大。但在实际中，一般不用包围角而用捻回角反映加捻程度。取纱条表面一
小段纤维l进行分析。纤维两端张力t的合力q形成向心压力，使外层纤维向内层挤压，缩小了纱条的直径，增加了纱条紧密度和纤维间的摩擦力，
从而增强了纱条的强力。如不考虑螺旋线曲率半径对向心压力q的影响，加捻时纤维所受的张力越大，向心压力越大。纤维所受张力的大小，与捻回
角的大小有关。加捻力矩施加于纱条表面的力F可分解为互相垂直的两个分力t与R，t为沿着纤维轴线的张力，R为垂直于纤维轴线的张
力，使纤维倾斜的力，则t＝Fsin?。可见：在一定的加捻力矩下，捻回角?越大，纤维所受的张力越大，产生的向心压力也越大，纺出纱条
的结构越紧密。因此，捻回角的大小，反映了纱条的加捻程度。（三）捻回的度量虽然捻回角能直接反映纱线的加捻程度，但
实际中，却用操作性更强的捻度、捻系数和捻幅这三个指标来衡量纱线的加捻程度。1、捻度捻度概念纱条单位长度上的捻回数。计算捻
度与实测捻度计算捻度锭子转速/前罗拉表面速度VF实测捻度由捻度仪测出。加捻效率反映两者的差异（实测捻度
/计算捻度×100%）。捻度与产量关系当锭冀速度一定时，捻度大，则产量低。捻度可用来衡量相同特数纱线的加捻程度，但不能直
接用来衡量不同特数纱线的加捻程度。(四)捻系数捻回角在运算上很不方便，为此引进与捻回角具有同等物理意义的捻系数这个参
数来表示加捻程度。把一个捻回的纱条圆柱体展开并经分析计算知：捻系数只随tanβ的增减而增减
。因此，捻系数与捻回角β具有同等的意义，而且运算简便，线密度也较容易测量。不同线密度纱线的捻度可以用下式计算出来。
式中：Tt—纱条线密度（tex）3、捻幅定义：单位长度的纱线加捻时，截面上任意一点在该截面上相对转动的弧长，称为捻幅。
P0=因捻回角可以表示加捻程度，故捻幅P0同样可以表
示加捻程度。纱线截面内任意一点的捻幅与该点距纱条中心的距离成比。捻幅的物理意义可理解为纤维与轴线的倾斜程度，表示纤维变形和应力
的大小。因此捻幅的大小表示纱线截面内捻度与应力的分布状态。4、捻度矢量捻度是一个矢量，既有大小又有方向。大小
由单位长度上的捻回数来表示，方向常用螺旋线倾斜的方向来确定。捻向有：Z捻（正手捻）；S捻（反手捻）
。二、捻度的获得（一）真捻的获得1、获得方法一般有以下三种情况。（1）间隙式的真捻成纱方法特点：加捻时不卷绕，
卷绕时不加捻。手摇纺纱、走锭纺纱mulespinning。T=nt/LL——喂入点至加捻点间的
距离；t——加捻时间。（2）连续式非自由端真捻成纱方法特点加捻和卷绕同时进行，能进行连续纺纱，生产率高。加
捻点B与卷绕点C在同一平面内同向但不同速回转，其间的转速差只起卷绕作用。BC段纱条只绕AC公转，不绕自身轴线自转，没有获得捻回。
应用：翼锭纺纱、环锭纺纱（见动画7-2）。（3）连续式的自由端真捻成纱方法特点喂入点A与加捻点B间的须条是断裂的，B端一侧
的纱尾呈自由状态。当加捻点回转时，呈自由状的须条也随之回转，没有加上捻回，只有加捻点B至卷绕点C之间的纱条产生了捻回。卷绕时也不
需停止加捻，只要不断喂入呈自由状态的须条或纤维流，就能连续纺纱，生产率高。应用：转杯纺、无芯摩擦纺、静电纺纱、涡流纺纱等。2、
真捻的形成过程在稳定状态下，喂入点A至加捻点B间纱条（即AB段）上单位时间加上的捻回数应该等于输出的捻回数。即：
nt=vtTT=n/v
在稳定状态下获得的纱条最终捻度，与加捻时间和加捻区的长度无关，仅与加捻器的转速和纱条输出线速度有关。（二）假捻的获得
1、静态假捻过程（见动画7-3）须条无轴向运动且两端握持，中间加捻，则在B的两侧产生大小相等、方向相
反的扭矩M1和M2，B的两侧获得数量相等、捻向相反的捻回。一旦外力除去，在一定的张力下，两侧的捻回便相互抵消，暂时存在于假捻器两侧
的反向捻回，称为假捻。（1）甲图分析（加捻区内有一个假捻器）AB段：据稳定捻度定理，单位时间t内由B加的捻回为nt，同一时间内
自AB带出的捻回为T1vt，则：T1=n/v②BC段：单位时间t内由B加的捻回为－nt，同一时间内由A
B带入BC段的捻回为T1v，自BC段带出的捻回为T2vt，则：T2=0（2）乙图分析（加捻区内有两个假捻器）据稳
定捻度定理，同理可算出各段的捻度。AB段捻度T1=n/vBC段捻度T2=n
1/vCD段捻度T3=0结论：在稳
定状态下，不管中间假捻器有多少个，均仅起到假捻作用。各段捻度仅与输出侧的假捻器的转速和转向有关，与输入侧的假捻器的转速和转向无关
。输出端没有捻度。三、捻度分布与纱条结构（一）捻度分布对于粗细不均匀的纱条，因纱条各处的抗扭力矩不同
，在一定的加捻扭转力矩作用下，各纱条截面上获得的捻回是不同的（捻度与纱条直径的四次方呈反比；与纱条特数的平方呈反比）。纱条截面粗
的地方捻度少，截面细的地方捻度多。加捻后，在某一平衡状态下纱条上有一个捻度分布状态。当纱所受外力发生变化，如张力
和截面粗细改变时，各截面在外力作用下就产生新的扭转力矩和变形，使应力发生变化而产生各截面上扭转力矩的不平衡，捻回重新发生转移自行调
整，达到新的平衡，获得新的捻度分布，这种现象称为捻度重分布。（二）捻回传递定义：捻回从加捻点沿轴向向握持点传递的现象称~。传递
过程中有速度传递和数量传递。因纱条是非完全弹性体，因此传递过程中有捻回损失，传递也需要一定的时间。影响捻回传递
的因素纱条的扭转刚度、纱条的长度、纱条上的捻回数、纱条张力、传递过程受摩擦阻力。(三)捻陷加捻过程
中，当纱条自握持点A向加捻点运动时，由于加捻区中摩擦件C对纱条有摩擦阻力，在一定程度上阻止了捻回自加捻点B向握持点A的正常传递，结
果使AC段纱条的捻度比正常捻度减少了，但对最终输出纱条上的捻度无影响，这种现象称~。B为捻陷点。捻陷程度越
大，阻止捻回的传递越严重；捻回传递效率越大，对捻回的传递越有利。捻陷使纺纱段的强力降低，在张力作用下易产生意外
伸长，所以需采用假捻来增加纺纱段的强力，减小意外伸长。锭翼顶孔B点既是假捻点（周向摩擦使纱条绕自身轴线滚动），
又是捻陷点（顶孔对纱条的轴向摩擦阻止捻加的正常传递）。粗纱机均利用假捻效应（顶端刻槽、戴锭帽假捻器）来增加纺纱段的捻度，减少粗纱伸
长率及其差异和纺纱段的断头。（四）阻捻在加捻区AB中间有摩擦件C，但纱条的运动方向是从加捻点B向握持点A运
动，C件的摩擦阻力阻止捻回T2完全传至AC段，结果BC段纱条有增捻作用，但对最终输出纱条的捻度无影响，这种现象称为阻捻。阻捻系数小
于１。阻捻与捻陷的区别是在纱条运动过程中，捻度传递方向和摩擦阻力作用的不同所致，但对最终输出纱条的捻度都无影响
。粗纱机上锭翼侧孔、管纱卷绕点均为阻捻点。（五）纱条结构由于加捻
前纤维喂入方式不同，如呈圆柱状、扁平状、一边加捻一边添加纤维等，再加上对须条加捻的方法不同，均会使加捻后的成纱结构产生很大的差别。
传统纺纱上的加捻有实捻：加捻须条基本上呈圆柱体，如长丝、单纱在纱条中呈圆柱螺旋线状态（如股线）。卷捻：加捻须条呈扁平状。加捻
时，钳口外的须条围绕轴线回转，须条宽度逐渐收缩，两侧逐渐折叠而卷入纱条中心，形成加捻区（三角形）。新型纺纱加捻有层捻：纤维一
边凝聚一边加捻，凝聚一层加捻一层，先凝聚的多加捻，后凝聚的少加捻，形成分层状态（如转杯纺和摩擦纺纱）。缠捻：部分纤维绕纱体主体包
缠（如喷气纺纱）搓捻：纱条作圆周搓动（如自捻纺纱）。另外，还有长丝的假捻变形、空气交缠及网络等。四、粗纱中的加捻
（一）加捻的目的使粗纱强力增加，减少卷绕和退绕过程中的意外伸长或断头。加捻粗纱绕成的管纱，层次清晰，不互相粘连，搬运和储存也
不易损坏。适量的粗纱捻度，有利于细纱机牵伸过程中纤维运动的控制，对改善成纱质量有利。（二）加捻机构的组成及加捻过程（1）组成
：粗纱机的加捻机构主要由锭子、锭翼、假捻器等。（2）粗纱的加捻过程锭翼转一转，侧孔至前钳口即纺纱段的纱条获得一个捻回，侧孔
以下的纱条只绕锭子中心线公转（无自转）没加捻。竖锭式加捻机构如下图所示，国产1271型、A453D型、A456C型、A4
54型粗纱机皆为这种竖锭式加捻机构。第三节粗纱机的卷绕粗纱的卷装形式中间呈圆柱体，两端呈截头圆锥体。
粗纱的卷绕首先是沿着筒管轴向逐圈卷绕在筒管上，第一层绕完后，改变轴向卷绕的方向，卷绕第二层，依次逐层卷绕，直到满纱，这样逐圈
逐层卷绕便于在细纱机上退绕。卷绕过程中，粗纱沿着筒管轴向的卷绕高度逐层缩短，使两端绕成截头圆锥的形状，以免两端脱圈、冒纱，难于退绕
而成为坏纱。一、实现粗纱卷绕的条件及其卷绕方程（一）管纱的卷绕速度与卷绕直径成反比（二）筒管与锭翼有相对
运动筒管和锭翼必须有相对转速，才能实现径向上逐层紧密卷绕。管导：筒管回转速度大于锭冀回转速度。翼导：锭翼回转速度大于
筒管回转速度。管导与冀导时的压掌导纱方向、筒管绕纱方向各不相同，如右图所示。冀导特点由于加捻过程中锭翼转速
恒定不变，筒管转速随着卷绕直径的增加而增大，致使管纱回转不稳定，动力消耗不平衡。断头后，管纱上的纱头在回转气流作用下退绕飘头，易
影响邻纱。冀导还会因传动惯性而使开车启动时张力增加而导致断头。故在棉纺粗纱机上，都采用管导式卷绕。管导中
筒管的速度组成分恒速和变速两部分。筒管的恒速与锭速相等。筒管的变速为卷绕速度，与管纱的卷绕直径成反比。（
三）管纱的升降速度与管纱的卷绕直径成反比粗纱逐圈轴向排列是由升降龙筋带动筒管做升降运动而实现的。每绕一圈粗纱，升降龙筋
需移动一个圈距。升降龙筋的升降速度为：如果粗纱线密度不变，轴向卷绕圈距是个常量。显而易见，在一落纱时间内，升
降龙筋升降速度随卷绕直径的逐层增大而逐层减小；在同一纱层内，龙筋的升降速度不变。实践表明，龙筋升降一单程所需时间，随卷绕直径的逐层
增加而增加。（四）升降龙筋的升降动程逐层缩短升降龙筋的升降动程需要逐层缩短，以使管纱各卷绕层高度逐层缩短，这样方可绕成
两端呈截头圆锥体的形状。二、粗纱机的卷绕机构粗纱的卷绕方程是通过粗纱机上的变速机构、成形机构及辅助机构实现的。
过去粗纱机的卷绕传动系统由机械式变速装置、差动装置、升降装置、摆动装置及成形装置等组成，各机构间的内在联系如下图（1）所示，其代表
机型有A456型、FA40l型、FA423型等。（1）：传统粗纱机卷绕部分传动简图1、传统粗纱机变速机构采用一对铁炮来变速。其
作用是传动和控制筒管卷绕和龙筋的升降速度，使其运动速度都随卷绕直径的增加而逐层递减。主动铁炮（上铁炮）由主轴
传动，速度恒定，它通过皮带传动被动铁炮，移动铁炮皮带的位置，则被动铁炮变速。当空管卷绕时，铁炮皮带处于起始位置，即主动铁炮（上铁
跑）的大端传动被动铁炮的小端，被动铁炮转速最大。每绕一层粗纱后，成形装置控制铁炮皮带移动一小段距离，主动铁炮直径减小，被动铁炮直
径增大，转速减慢。利用皮带随粗纱卷绕直径的逐层移动，使被动铁炮转速逐层减慢，以满足工艺的要求。铁炮无级变速装置示意图2
、差动装置作用：将主轴传来的恒速和变速装置传来的变速合成后，通过摆动装置传向筒管，完成粗纱机的正常卷绕并简化机构。
差动装置位于主轴上，为一周转轮系，包括首轮、末轮、转臂三个部分。根据转臂传动的方式不同，可分主轴传动转臂和铁炮传动转臂两种。
其作用是一样的，即由主轴和变速装置传来的速度，经差动装置合成后传向筒管，变速装置只负担其中一小部分的转速，而绝大部分的速度是由
主轴来承担的。工艺上要求差动装置不一致系数（筒管的恒速与锭速之差对锭速比值的百分率）为0。3、摆动装
置位置传统粗纱机：差动装置输出合成速度齿轮和筒管轴端齿轮之间；新型粗纱机：卷绕变速传动齿轮与筒管轴端齿
轮之间。作用传统粗纱机：将差动装置输出的合成速度传递给筒管；新型粗纱机：将变频器输出的变速传至筒管。机构
名称由来：筒管既要做回转运动，又要随升降龙筋上下移动，因而这套传动机构的输出端也必须随升降龙筋的升降而摆动，故称为摆动装置。国内
外粗纱机多采用万向联轴节—花键轴相结合式的摆动装置，如下图所示。3、摆动装置位置传统粗纱机：差动装
置输出合成速度齿轮和筒管轴端齿轮之间；新型粗纱机：卷绕变速传动齿轮与筒管轴端齿轮之间。作用传统粗纱机：将差
动装置输出的合成速度传递给筒管；新型粗纱机：将变频器输出的变速传至筒管。机构名称由来：筒管既要做回转运动，又要随升降龙筋上下移动
，因而这套传动机构的输出端也必须随升降龙筋的升降而摆动，故称为摆动装置。国内外粗纱机多采用万向联轴节—花键轴相结合式的摆动装置，
如下图所示。4、升降装置由龙筋、升降轴、换向齿轮、平衡重锤等组成。其作用是将变速装置的输出传动转换为龙筋和筒管的
升降移动。因筒管的升降速度随粗纱卷绕直径的增大而减慢，因此龙筋的升降速度与卷绕直径成反比。此外，为了逐层卷绕粗纱，每绕完一层后，升
降龙筋需换向一次，因此在升降传动系统中还设有换向机构。国内粗纱机主要采用链条动滑轮式升降机构。5、成形机构作用
成形机构为一机电式或机械式自动控制机构。为了满足成形的要求，每当粗纱卷绕至筒管两端时，成形机构应迅速而准确地同时完
成以下三项动作：使铁炮皮带向上铁炮小头移动一小段距离，以降低筒管的卷绕速度和龙筋的升降速度，即实现“变速”。移动换向机构的拨叉
，切换锥齿轮的啮合传动，以改变龙筋升降运动的方向，即实现“换向”。缩短龙筋升降动程截头为圆锥形的卷装。三、粗纱的张力（一）粗
纱张力的形成与分布粗纱在卷绕过程中，粗纱须条的张紧程度称～。适当的粗纱张力可使粗纱成形良好。1、粗纱张力形成的
来源筒管的卷绕速度通常略大于前罗拉的输出速度。粗纱在卷绕过程中，需克服锭翼顶端、空心臂及压掌等处对其运动的摩擦阻力。2、粗
纱张力的分布纺纱张力Ta：前钳口～锭翼顶孔段纱条的张力。空心臂段纱条张力Tb卷绕段纱条张力TcTc＞
Tb＞Ta（二）粗纱张力的影响大小及其波动对粗纱乃至细纱的条干均匀度、重量不匀和断头率有很大的影响。粗纱
张力过大，易产生意外牵伸而恶化条干，甚至断头。粗纱张力过小，粗纱在筒管上卷绕松散，成形不好，使搬运、储存和退绕困难。纺纱段张力
过小时，易引起粗纱飘头，甚至断头。小纱、中纱、大纱间；不同粗纱机台间；同一机台前、后排间；同一排中不同锭间的粗纱张力要尽可能均匀
一致。否则，断头率上升，粗纱不匀率增大，从而直接影响细纱的重量不匀率和重量偏差。（三）粗纱张力的度量粗纱张力一
般用粗纱伸长率来间接表示。当粗纱捻度一定时，粗纱张力大，粗纱的伸长率就大。粗纱伸长率是以同一时间内，筒管上卷绕的
实测长度与前罗拉输出的计算长度之差对前罗拉输出的计算长度之比，用百分率来表示。粗纱伸长率一般要求在1%～2.5%
范围内。前后排间、大小纱间的伸长率差异要不大于1.5%。超过范围时，应予以调整。（四）粗纱张力的调整调节粗纱在运动中的摩擦力：
调节粗纱在锭翼顶端和压掌上的包围弧，可以调节纺纱张力和卷绕张力的比例。如车间相对湿度较大时，机件对粗纱的摩擦力将会变化，致使Tc增
大，伸长率增大。可使锭翼顶端的粗纱绕1/4转，并可适当减少压掌绕扣数，使张力Tc减小。调节粗纱的卷绕速度：通过升降速度、卷绕速度
（空筒管直径）、锥轮皮带起始位置和每次皮带移动距离等的调整。起始卷绕张力调整单电机传统粗纱机：锥轮皮带的位置决定起始卷绕张力大
小。当皮带由上锥轮大端向小端移动时，卷绕速度降低，起始张力小，反之则增大。多电机传动（电脑）粗纱机为将触摸屏上显示的虚拟筒管直径
减小，则卷绕速度提高，起始卷绕张力增大，反之则减小。卷绕直径由小到大，卷绕张力由大到小这样才符合卷绕成形工
艺要求，不易发生冒纱（否则卷绕大纱时会则内层粗纱挤出）。在粗纱轴向卷绕密度方面，传统粗纱机调整升降变换齿轮，以纺第一层纱时隐约见
到筒管底色为宜，过大过小都会影响正常的卷绕成形工艺，发生冒纱故障，造成后道工序退绕困难；电脑粗纱机上，粗纱轴向卷绕密度在触摸屏上直
接显示“圈数/10cm”，比较直观。在粗纱径向卷绕密度方面，传统粗纱机成形棘轮齿数决定一落纱过程中每绕一层皮带移动距离，使卷绕
速度逐层降低；在新型粗纱机设有张力微调补偿装置，每绕一层纱，在确定的锥轮皮带移距上增加一个正的或负的附加移距，以使卷绕张力更加符合
卷绕成形的要求；在电脑粗纱机调整卷绕张力，一般可改变虚拟的粗纱径向平均厚度，其值大，则纺纱张力递减幅度增大，即大小纱张力的差异增加
。调节粗纱捻度：粗纱张力偏小需适当调大时，可适当增加粗纱捻度。因捻度大，粗纱强力高，可承受较大的粗纱张力。但粗纱捻度不能太大，否
则会影响细纱的牵伸。使前排粗纱获得更大的假捻效应，来减小前后排粗纱张力的差异：前排粗纱纺纱段长度长、纱条抖动较大、导纱角较小、锭
翼顶孔的捻陷现象较大，使前排粗纱伸长率较大且不匀，这时可通过使前排粗纱获得更大的假捻效应（锭翼顶端刻槽或加假捻器等）来改善之。四
、无锥轮粗纱机由于计算机技术、变频调速技术及传感技术等在粗纱机上的应用，现代粗纱机取消了传统粗纱机中的锥轮变速机
构、成形机构、差动机构、换向机构、摆动机构和张力微调机构，大大简化了机构和传动系统，实现了多电机变频调速传动。
在主传动系统中，有的用三台电动机分别传动锭翼和罗拉、筒管、龙筋这三大独立运动部分；也有的用四台电动机分别传动锭翼、罗拉、筒管、龙筋
，只保留了牵伸变换齿轮。由工业计算机通过数学模型控制变频电动机，实现粗纱机同步卷绕成型的要求，不仅减少了变换齿轮，还可通过CCD张
力传感器保证纺纱过程中的张力稳定，较精确地控制粗纱的伸长，改善粗纱质量。（一）无锥轮粗纱机的传动控制四个变频电动机
分别控制锭翼转速、罗拉速度、龙筋升降速度和筒管速度。（二）无锥轮粗纱机的传动数学模型1、粗纱的卷绕方程筒管转速方程、龙筋升降
速度方程前已介绍。2、一落纱中粗纱筒管卷绕直径的变化规律粗纱始纺厚度主要与粗纱的定量有关，可从公式计算。（
三）无锥轮粗纱机的张力控制用3个CCD张力传感器对前罗拉输出的纱条进行检测。CCD光电全景摄像系统作为张力的自动
控制，它在粗纱通道侧面方向判别粗纱条通过时的位置线，通过纱条实际位置与基准位置的变化来反映粗纱张力的大小。第四节棉型粗纱一
、棉型粗纱机的组成1、喂入机构高架式。便入工人机后操作。2、牵伸机构双胶圈牵伸形式。牵伸装置主要由罗
拉、胶圈、胶辊、胶圈销、集合器、加压装置、清洁装置及胶圈控制元件（上下胶圈或上下胶圈架、胶圈张力装置及隔距块）等组成。胶圈牵伸
胶圈牵伸包括单胶圈牵伸与双胶圈牵伸两种，现在多采用双胶圈牵伸。一般粗纱机、细纱机采用双胶圈、摆动弹簧销、摇架加压的
大牵伸装置，如图7-40所示，其中，1为后罗拉，2为胶圈，3为前罗拉。双胶圈牵伸装置是采用双胶圈来控制浮游纤维运
动的，上、下胶圈工作面对纱条的直接接触，会产生一定的附加摩擦力界，其控制面大，摩擦力界较为均匀，如图7-41所示。这种摩擦力界分布
有利于阻止纤维提早变速，使纤维变速点分布向前钳口集中，从而可以提高产品质量。双胶圈牵伸摩擦力界满足纤维变速点
分布向前钳口集中，又对时间波动性小的要求。摩擦力界的合理布置关键在于浮游区长度、胶圈中部和胶圈钳口的压力大小及其稳定状况，既要加强
控制力又要稳定控制力。双胶圈牵伸的相关因素：1．浮游区长度浮游区长度定义：胶圈钳口至前罗拉钳口间的距离。缩短浮游区长度的意
义减少浮游区中未被控制的短纤维数量。胶圈钳口摩擦力界相应向前方伸展，使纤维在胶圈部分的摩擦力界长度增加，因而加强了浮游区内纤维
与纤维之间的接触，使控制力与引导力稳定，必然会使牵伸区内纤维变速点分布向前钳口靠近并集中，有利于纤维变速的稳定。
但缩小浮游区长度后，牵伸力相应增大，因此必须加大前钳口的压力，以解决握持力不足的矛盾。2．胶圈中部摩擦力界
双胶圈牵伸具有较强的中部摩擦力界分布，但上、下胶圈在运行过程中受到胶圈销摩擦阻力的作用，其工作边呈松弛状态，在运行中易出现中凹
现象，造成中部摩擦力界减弱和不稳定。解决胶圈工作段松弛而引起的中凹的措施改进销子的形式。如可采用上销下压式或下销上托式两种。
上销下压或下销上托的程度和部位销子下压或上托点一般靠近胶圈工作段长度的正中部位，这个部位至前罗拉钳口的距离也接近于纤维品质长度，
这样当该部位快速纤维向前抽引时，使胶圈中部松散的须条得到一些外加压力，而加强了胶圈的控制作用。销子上托或下压的程度，一般应使其形
成的摩擦力界强度低于胶圈钳口，同时，要求下压或上托点至胶圈钳口间形成一段比较缓和的曲线通道。3．胶圈钳口摩擦力界强度对纤维运动的
影响胶圈钳口是由一对胶圈和上、下销子组合而成，分固定销和弹簧销两种。上、下固定销组成的钳
口称为固定钳口。上销为弹簧销的则称为弹性钳口。固定钳口上、下销子间的最小距离，称为钳口隔距
或销子开口。由于销子开口大于上、下胶圈的厚度之和，且胶圈具有一定的弹性，使钳口的胶圈不紧贴于销子。当通过的纱条比较粗或胶圈比较厚时
，钳口处的上、下胶圈被压缩变形；当通过纱条比较细或胶圈比较薄时，胶圈的弹性仍使纱条受到一定压力。因此，胶圈钳口对纱条的摩擦力界布置
是由胶圈弹性压力来实现的，摩擦力界强度决定于胶圈弹性及胶圈销子开口的大小。胶圈钳口摩擦力界强度要求钳口处
必须对须条具有一定的压力且波动小。既要能有效地控制浮游纤维，又要使前纤维能顺利通过。该处摩擦力界的强度及其稳定性影响牵伸区内纤维变
速点分布和变速稳定性，原因是胶圈钳口离前罗拉钳口近，是快、慢速纤维发生相对运动最激烈的区域。销子开口过大，钳口部分压力过小，会使
胶圈钳口摩擦力界强度减弱，则钳口处纱条内纤维间联系力小，若喂入纱条的紧密度有差异以及结构不匀都会使控制力或引导力发生较大波动，导致
纤维变速的不稳定。销子开口过小，钳口的胶圈弹性差，胶圈厚薄不匀，则当粗细不匀的须条通过胶圈钳口时，会引起钳口压力和牵伸力的激烈波
动，影响纤维稳定变速，造成粗纱、细纱条干差。有时由于胶圈在钳口处遇到过大阻力而回转不灵，会出现打顿现象，造成竹节纱或出现“硬头”。
纺不同线密度的纱时，销子钳口应有所不同。弹性钳口及其特点组成：弹性钳口是由弹簧摆动上销和固定曲面下销及一对长、短胶圈组合而
成。弹性钳口的特点：对于固定钳口而言，当胶圈的厚薄不匀及上、下胶圈的弹性和抗弯刚度差异较大时，容易使钳口
压力波动剧增。而弹性钳口，在弹簧作用下，上销能在一定范围内上下摆动，从而使钳口压力波动减小。如某种原因使钳
口压力剧增，这时由于上销的上摆，使须条上的压力增加不像固定销那么大；如钳口压力剧减时，由于上销的下摆，须条上的压力也不像固定销降低
得那样多，从而使摆动上销具有对钳口压力起弹性的自调作用。在实际生产中主要掌握的是弹簧起始压力和钳口原始隔距。4．四罗拉双短胶圈牵
伸装置（D型牵伸）在三罗拉双短胶圈牵伸形式的基础上，在前方加上了一对集束罗拉，与前罗拉一起构成了一个整理区，将主牵
伸区的集合器移至整理区，使牵伸与集束分开，实行牵伸区不集束，集束区不牵伸。由于集合器前置，缩小了浮游区长度，为提高粗纱条干质量创造
了条件。因大多数化纤牵伸输出后就发生急性回缩。若采用四罗拉双短胶圈牵伸，在经主牵伸区输出后，纤维仍受一定张力，能防止和减少
纤维回缩现象，有利于纤维伸直度保持稳定。所以在纺制重定量、小捻度以及纤维较长且蓬松的化学纤维或需较高牵伸倍数时，D型牵伸较三罗拉双
短胶圈牵伸好。尤其是在梅雨季节，采用D型牵伸，生产稳定、粗纱光洁度好、毛羽少。当粗纱定量较轻、牵伸不大时，
三罗拉双短胶圈牵伸一般已能满足要求。5.依纳V型牵伸将后罗拉中心抬高到前牵伸区平面，后胶辊后倾，使其中
心和后罗拉中心连线和罗拉倾斜面呈25°角。喂入须条从后罗拉钳口起有一段包围弧，使后区罗拉握持距增加，非控制区长度缩短，使须条紧贴在
罗拉表面，形成从后罗拉钳口向前逐渐减弱的附加摩擦力界，从而使牵伸纱条不仅不扩散，反而向中罗拉钳口处逐渐收缩，形成狭长的V字形。使须
条结构紧密，伸直均匀地喂入前区，可充分发挥前区的牵伸能力。V型牵伸在较小的罗拉中心距条件下具有较大钳口握持距
和较短浮游区长度，以提高后区牵伸倍数来增加总牵伸。V型牵伸后区牵伸倍数一般为1.3~2.0倍，但选用在1.5倍
左右对成纱条干有利。3、加捻机构主要由锭子、锭翼、假捻器等组成。锭翼转一转给粗纱加一个捻回。4、卷绕机构：前面
已述。二、主要工艺参数作用及选择（一）粗纱定量据熟条定量、细纱机牵伸能力、成纱特数、纺纱品种、产品质量要求、粗纱
设备性能和供应情况等综合选择。一般2～6克/10米；纺特细特纱时，粗纱定量以2～2.5克/10米为宜。（二）锭速
主要与纤维性能、粗纱卷装、锭翼性能等有关。纺棉时最高，纺涤棉其次，纺中长最低。卷装较
小时锭速可高些。悬锭式锭翼的锭速高于托锭式锭翼。（三）牵伸1、总牵伸倍数据细纱线密度、细纱机
的牵伸倍数、熟条定量、粗纱机的牵伸效能决定。一般常用5～10倍；D型牵伸对重定量、大牵伸倍数有较明显的效果。2、牵伸分配
前牵伸区因采用胶圈牵伸及弹性钳口，所以牵伸倍数主要则前区来承担。后区牵伸倍数不宜过大，一般1.12～1.48倍，有利于改
善条干；D型牵伸后区牵伸倍数可略大一些；D型牵伸的整理区不承担牵伸，只需1.05倍左右的张力牵伸。(四)罗拉握持距
据纤维品质长度而定，参照整齐度、牵伸力的差异。（五）罗拉加压罗拉速度慢、隔距大、定量轻、胶辊硬度低、弹性好时加
压轻，反之则重。（六）胶圈原始钳口隔距和上销弹簧起始压力不同隔距块确定原始钳口隔距。粗纱定量大，原始钳口隔距相
应大些。上销弹簧起始压力是上销处于原始钳口时的片簧压力，以7~10N为宜。在弹簧压力适当的条件
下，配以较小的原始钳口，对条干均匀有利。（七）集合器前区集合器的口径应与输出定量相适应；后区集合器的口径应与
喂入定量相适应。（八）捻系数粗纱捻系数主要据所纺品种、纤维长度和粗纱定量而定，还要参照温湿度条件、细纱后区工艺
、粗纱断头率等来合理选择。合理选择粗纱捻系数的意义可使粗纱获得一定的强力，以承受粗纱卷绕和退绕时的张力。粗纱捻回作为细纱牵伸
过程中的附加摩擦力界，因此，合理选择粗纱捻系数，可改善细纱条干。粗纱捻系数过大，粗纱产量低，且会使细纱机后牵伸区的牵伸力增加，易
引起胶辊打滑出硬头，造成产品不匀和断头增加；捻系数过小，粗纱在卷绕和退绕时易产生意外伸长，也会使不匀和断头增加，且在细纱牵伸时因须
条松散，影响成纱的条干和强力。粗纱捻系数和细纱后区工艺关系密切，往往调整粗纱捻系数以协助细纱机后区工艺的调整。粗纱捻系数的选择
原则主要依据原棉品质和粗纱定量，同时参照细纱机牵伸形式、细纱用途及车间温湿度等条件而定。当纤维长、线密度小、整齐度好时，因纤维间的抱合力大，选用的捻系数宜小，反之宜大。当粗纱定量重，因其截面内的纤维根数多，粗纱强力不成问题，捻系数宜小（以提高粗纱机的产量），反之宜大。当细纱机加压较重，握持力较大时，粗纱捻系数宜偏大掌握。针织用粗纱，因细纱条干要求高，为加强细纱机后区的摩擦力界，捻系数宜偏大。气候潮湿，粗纱发涩，捻系数宜小；气候干燥，纤维发硬，捻系数应大。·三、质量控制1、粗纱的合理结构粗纱条内含棉结、杂质和短纤维要少；纤维要基本伸直，伸直度达90%~93%；重量不匀率应控制在0.7%~1.1%，起码要在1.1%~1.7%。2、粗纱条干CV值与重量不匀同等重要3、粗纱伸长率是影响粗纱重不匀及细纱重不匀的重要因素。粗纱工序作业题1．试述粗纱工序的任务。2．何谓D型牵伸？3．何谓浮游区长度？缩短浮游区长度有何意义？4．试述合理选用粗纱捻系数的重要意义并阐述选用粗纱捻系数时应考虑的因素。衡量加捻程度的指标有哪些?粗纱若采用管导卷绕方式，其一落纱中筒管转速、升降龙筋的升降速度有何变化规律？何谓捻回传递现象？捻陷？阻捻？试运用稳定捻度定理,分析捻陷和阻捻对加捻区内捻度分布的影响。为了不使细纱牵伸时牵伸力过大，纺化纤时粗纱的捻系数应较纺纯棉为小。棉型化纤纯纺或与棉混纺，粗纱捻系数约为纯棉纺的50%～70％，中长化纤混纺时约为纯棉纺40％～60％，具体应视化纤原料的类别及粗纱定量的轻重而定。粗纱捻回作为细纱牵伸过程中的附加摩擦力界，所以在细纱机牵伸机构正常、加压良好的条件下，粗纱捻系数可偏大掌握，以改善细纱质量和降低粗纱断头。由上式可见：在一落纱时间内，VF是一常量，但和管纱的卷绕直径逐层增大，因此管纱卷绕转速，在同一层内相同，而随着卷绕直径的增大应逐层减慢。升降龙筋升降速度与粗纱卷绕直径的关系纤维表面的向心压力2、纱条沿轴向运动时的假捻过程如图9-15（甲）所示，AC为加捻区，加捻区内有一个假捻器B。粗纱管纱形状 |
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